[发明专利]一种用于废气净化的催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于废气净化的催化剂及其制备方法。所述催化剂为活性组分为钐(Sm)和铒(Er)共掺杂的CuFe₂O₄，记为CuFe_(2‑x‑y)Sm_xEr_yO₄；其中x为0.02～0.04；y为0.02～0.04；载体为CeO₂；所述CuFe_(2‑x‑y)Sm_xEr_yO₄与氧化铈的质量比为1:4～1:9。通过Sm和Er共掺杂改善了催化剂活性组分的离子半径和氧化还原电位，进而改善催化剂的催化活性，而氧化铈不仅起到载体的作用，而且氧化铈本身具有优异的储氧能力和氧化还原性能，其与活性组分的之间起到相互促进，由于两者之间的协同作用，显著提高了催化剂的催化活性，使其对挥发性有机物VOCs催化燃烧性能更加优异，而且显著降低了起燃温度，是用于处理VOCs的理想催化剂。

技术领域

本发明涉及废气净化领域，具体涉及一种用于废气净化的催化剂及其制备方法。

背景技术

挥发性有机物(VOCs)是造成光化学烟雾、雾霾和产生臭氧的重要前驱体之一，而挥发性有机污染物主要包括苯、甲苯、乙苯等。而VOCs的治理方法主要有吸附法、微生物法、光催化法、低温等离子法、催化燃烧法等，其中，催化燃烧法的去除率高、辅助设备费用较低、绿色无污染、安全性能高等优点，被广泛用于生产中。

其中，在去除挥发性有机物的过程中，复合金属催化剂得到的更加广泛的应用。Biemelt等人制备了以Cu_1.5Mn_1.5O₄为主要晶相的Hopcalite纳米粉体，在常温下对CO的转化率很高。添加CuO可以一定程度地降低MnO_x的结晶度，形成氧空位从而提高其活性。Morales等人制备了一系列MnOx和CuO的混合氧化物催化剂，发现其对乙醇和丙烷的催化性能堪比Pt等贵金属催化剂；Tasca等制备了CuFe₂O₄催化剂，对丙烷进行催化燃烧处理，特定的反尖晶石结构使其催化活性大大提高，其完全转化温度为520℃。

虽然现有技术中复合氧化物表现出了优异的催化活性，但是在处理VOCs时起燃温度仍比较高，催化活性总体上仍比贵金属低，基于上述情况，急需开发一种新的催化剂能够显著降低起燃温度，而且具有优异的催化活性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种用于废气净化的催化剂及其制备方法。所述催化剂为活性组分为钐(Sm)和铒(Er)共掺杂的CuFe₂O₄，记为CuFe_(2-x-y)Sm_xEr_yO₄；其中x为0.02～0.04；y为0.02～0.04；载体为CeO₂；所述CuFe_(2-x-y)Sm_xEr_yO₄与氧化铈的质量比为1:4～1:9。通过Sm和Er的共掺杂改善了催化剂活性组分的离子半径和氧化还原电位，进而改善催化剂的催化活性，而氧化铈不仅起到载体的作用，而且氧化铈本身具有优异的储氧能力和氧化还原性能，其与活性组分的之间相互促进，由于两者之间的协同作用，显著提高了催化剂的催化活性，使其对挥发性有机物VOCs催化燃烧性能更加优异，而且显著降低了起燃温度，是用于处理VOCs的理想催化剂。

本发明采用以下技术方案：